6.Выпрямители для дуговой сварки

Сварка на постоянном токе изделий из большинства металлов и сплавов имеет ряд преимуществ относительно сварки на знакопеременном токе. Это объясняется более устойчивым горением и легким зажиганием дуги, хорошей управляемостью, высоким качеством шва, меньшей чувствительностью процесса к нестабильности химического состава материалов изделия и электрода и других внешних факторов.

Источники питания для дуговой сварки на постоянном токе (сварочные выпрямители) классифицируются по следующим признакам:

• по назначению: специализированные, т.е. предназначенные для одного вида сварки (ММА, MAG) и универсальные;

• по способу регулирования режима: с механическим регулированием питающего трансформатора и с электронным регулированием. В последнем случае подразумевается наличие управляемого статического преобразователя: тиристорного коммутатора переменного тока, управляемого выпрямителя, тиристорного или транзисторного автономного инвертора;

• по числу фаз питающей сети: однофазные и трехфазные.

6.1. Выбор принципиальной схемы силовой части ИП.

Основным элементом ИП является вентильный преобразователь, в данном случае управляемый выпрямитель.

В соответствии с требованиями Задания (см. ниже) следует выбрать 3-фазную мостовую схему или 6-фазную схему с уравнительным реактором [1].

Мостовая схема предпочтительна при сравнительно малых токах нагрузки (100 – 300 А). В упрощенном виде схема, содержащая только элементы, подлежащие расчету или выбору, показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1

При выпрямленном номинальном токе более 300 А обычно применяется 6-фазная схема с уравнительным реактором (рис.6.2).

Основные соотношения для обеих схем приведены в табл. 6.1.

На рис. 6.1 и 6.2 Т1 – силовой трансформатор с первичными w1 и вторичными w2 обмотками, VS1,…VS6 – управляемые вентили (тиристоры), SF1 – автоматический выключатель, FU1,…FU3 – плавкие предохранители, Rp, Cp - элементы защитных RC цепей, L1 (рис.5.1), L2 (рис. 6.2) – сглаживающие дроссели, L1 на рис. 6.2 - уравнительный реактор, RS1 – измерительный шунт.

Рис. 6.2

Таблица 6.1

Параметр	Обозначение	Схема с уравни- тельным реактором	Мостовая схема
Ток вентиля (действ. значение), А	Ia	0,289 Id	0,577 Id
Ток вентильной (вторичной) обмотки трансформатора, А	I2	0,289 Id	0,577 Id
Ток сетевой (первичной) обмотки, А	I1	0,408 Id	0,815 Id
Ток фазы сети, А	Iф	0,707 Id	0,815 Id
Расчетная мощность трансфор- матора (1 обмотка), ВА	S1	1,05 Pd	1,05 Pd
Расчетная мощность трансфор- матора (2 обмотка), ВА	S2	1,48 Pd	1,3 Pd
Обратное напряжение вентиля , В	Uao	2,44 U2	2,44 U2
Требуемое напряжение 2 обмотки (действ. значение) ,В	U2	0,85 Ud	0,74 Ud
Напряжение нагрузки, В	Uda

Примечания: 1. , где - угол регулирования, - угол коммутации вентилей.

2. Pd, Id – действующие значения мощности и тока нагрузки при единичном коэффициенте трансформации.

3. Указанные в табл. 6.1 значения параметров приближенные, поскольку приняты допущения об идеальности трансформатора (отсутствии рассеяния потока намагничивания) и бесконечной индуктивности нагрузки.

4. В расчетах мощность трансформатора принимается равной полусумме мощностей 1 и 2 обмоток: P=(S1+S2)/2.